气相回流焊如何避免空洞缺陷
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焊接缺陷原因分析及防止措施在现场焊接过程中一般都存在缺陷,缺陷的存在必将会影响焊缝的质量,而焊缝质量又会直接影响现场管道的安全使用。
对焊接缺陷进行分析,一方面是为了找出缺陷产生的原因,以防止缺陷的产生。
一、未焊透焊接时,母材金属之间应该熔合而未焊上的部分称为未焊透。
出现在单面焊的坡口根部(见下图),未焊透会造成较大的应力集中,往往从其末端产生裂纹。
单面未焊透角焊缝未焊透产生原因:(1)由于坡口角度小,组对间隙小或错边超标,使熔敷金属送不到坡口根部。
(2)焊接电流小、送丝角度不当或焊接电弧偏向坡口一侧,焊接速度过快。
(3)由于操作不当,使熔敷金属未能送到预定位置,或者未能击穿坡口形成尺寸一定的熔孔。
防止措施:(1)打磨合适的坡口角度(37°±2.5°),组对间隙尺寸(4mm左右)合适并防止错边超标(≤e/20+1mm,最大为1.5mm,e为管子壁厚)。
(2)选择合适的焊接电源,焊丝及氩弧焊把角度应适当。
(3)掌握正确的焊接操作方法,氩弧焊丝的送进应稳、准确、熟练地击穿尺寸适宜的熔孔,应把熔敷金属送至坡口根部。
二、未熔合这种缺陷常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部(见下图)。
产生原因:(1)由于焊丝和氩弧焊把角度不当,电弧不能良好地加热坡口两侧母材金属,致坡口面母材母材金属未能充分熔化。
(2)在焊接时由于上侧坡口金属熔化后产生下坠,影响下侧坡口面金属的加热熔化,造成“冷接”。
(3)2GT位置操作时,在上、下坡口面击穿顺序不对,未能先击穿下坡口后击穿上坡口,或者在上、下坡口面上击穿熔孔位置未能错开一定的距离,使上坡口熔化金属下坠产生粘接,造成未熔合。
(4)氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均(线能量不同),或者坡口面存在污物等。
防止措施:(1)选择适宜的焊丝和氩弧把角度。
(2)操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况,使之熔合良好。
(3)2GT位置操作时,掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小,焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。
回流焊中出现的缺陷及其解决方案回流焊中出现的缺陷及其解决方案回流焊中出现的缺陷及其解决方案焊接缺陷可以分为主要缺陷,次要缺陷和表面缺陷。
凡使SMA功能失效的缺陷称为主要缺陷;次要缺陷是指焊点之间润湿尚好,不会引起SMA功能丧失,但有影响产品寿命的可能的缺陷;表面缺陷是指不影响产品的功能和寿命。
它受许多参数的影响,如锡膏、贴状精度以及焊接工艺等。
我们在进行SMT工艺研究和生产中,深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT产品质量中起着至关重要的作用。
一,回流焊中的锡珠1。
回流焊中锡珠形成的机理回流焊中出现的锡珠(或称焊料球),常常藏与矩形片式元件两端之间的侧面或细间距引脚之间。
在元件贴状过程中,焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊料颗粒不能聚合成一个焊点。
部分液态焊料会从焊缝流出,形成锡珠。
因此,焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。
锡膏在印刷工艺中,由于模版与焊盘对中偏移,若偏移过大则会导致锡膏漫流到焊盘外,加热后容易出现锡珠。
贴片过程中Z轴的压力是引起锡珠的一项重要原因,往往不被人们注意,部分贴装机由于Z轴头是根据元件的厚度来定位,故会引起元件贴到PCB上一瞬间将锡蕾挤压到焊盘外的现象,这部分的锡明显会引起锡珠。
这种情况下产生的锡珠尺寸稍大,通常只要重新调节Z轴高度就能防止锡珠的产生。
2。
原因分析与控制方法造成焊料润湿性差的原因很多,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:(1)回流温度曲线设置不当。
焊膏的回流与温度和时间有关,如果未到达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。
预热区温度上升速度过快,时间过短,使锡膏内部的水分和溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾溅出锡珠。
实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4℃/S是较理想的。
(2)如果总在同一位置上出现锡珠,就有必要检查金属模板设计结构。
波峰焊和回流焊典型焊接缺陷及解决措施1、波峰焊和回流焊中的锡球锡球的存在表明工艺不完全正确,而且电子产品存在短路的危险,因此需要排除。
国际上对锡球存在认可标准是:印刷电路组件在600范围内不能出现超过5个锡球。
产生锡球的原因有多种,需要找到问题根源。
1、1 波峰焊中锡球波峰焊中常常出现锡球主要原因有两方面:第一,由于焊接印刷板时,印刷板上的通孔附近的水分受热而变成蒸汽。
如果孔壁金属镀层较薄或有空隙,水汽就会通过孔壁排除,如果孔内有焊料,当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙(针眼),或挤出焊料在印制板正面产生锡球。
第二。
在印制板反面(即接触波峰的一面)产生的锡球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。
如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低,就可能影响焊剂内组成成分的蒸发,在印制板进入波峰时,多余的焊剂受高温蒸发,将焊料从锡槽中溅出来,在印制板面上产生不规则的焊料球。
针对上述两面原因,我们采取以下相应的解决措施:第一,通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的,孔壁上的铜镀层最小应为25um,面且无空隙。
第二,使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。
发泡方式中,在调节助焊剂的空气含量时,应保持尽可能产生最小的气泡,泡沫与PCB 接触面相对减小。
第三,波峰焊机预热区温度的设置应使线路板顶面的温度达到至少100摄氏度。
适当的预热温度不仅可消除焊料球,面且避免线路板受到热冲击面变形。
1、2 回流焊中的锡球1、2、1回流焊中锡球形成的机理回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式组件两端之间的侧面或细距引脚之间。
在组件贴装过程中,焊膏被置于片式组件的引脚与焊盘这间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊锡会因收缩面使焊缝充不充分,所有焊料颗粒不能合成一个焊点。
部分液态焊锡会从焊缝流出,形成锡球。
因此,焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。
1、2、2 原因分析与控制方法造成焊锡润湿性差的原因很多,以下主要分析与相关的原因及解决措施:a)回流温度曲线设置不当。
气相回流焊如何避免空洞缺陷1.焊点中空洞(气泡)形成的机理从本质上来说,任何SMT焊点中出现空洞都是因为在焊接回流的融化过程中,焊球中的气体没有及时排放出去造成的。
影响焊点中空洞形成的原因是多方面的,如锡膏、PCB焊盘表面处理方式、回流曲线设置、回流气氛、焊盘设计、微孔、盘中孔等在这里我们重点讨论,回流气氛对空洞形成的影响。
回流环境中的氧气会加速PCB焊盘表面金属的氧化,导致焊盘的可焊性降低。
当在铜或镍金属上焊接时,这种现象更为明显。
由于可焊性差、润湿不良的位置更容易吸收过量的助焊剂,因此更容易生成空洞缺陷。
2.消除焊点中空洞(气泡)的措施消除或降低焊点中空洞比例采取的措施可以归纳如下:(1)均热时间足够,焊接媒介热传递性能卓越,保证焊点中的气体在焊点固化之前能够得到充分的释放;(2)在无氧环境中回流(焊接);(3)焊膏在回流(焊接)之前在空气中的暴露时间不易过长,印刷、贴片、回流焊接尽快完成,不易停留过长时间;(4)在选择PCB表面处理方式时考虑对空洞的影响;(5)保证焊点和PCB焊盘有良好的可焊性;(6)焊料粉的颗粒尺寸不易过小,除非有特殊需要;(7)对于有盘中孔、微孔的焊盘改善其可焊性、在贴片之前预填充工艺,设定合适的回流曲线使盘中孔、微孔中的溶剂、助焊剂挥发掉;(8)保证PCB镀孔工艺的质量,避免镀层表面出现多孔性缺陷。
3. 气相回流焊是如何消除或减少焊点中的空洞缺陷的?气相回流焊利用加热气相液的方式形成无氧、热传递性能良好的蒸汽回流(焊接)区,使焊点中的气体,在回流过程中充分的挥发掉。
目前行业中的气相回流焊主要分为垂直槽式和喷射法(即真空气相回流焊)。
主要区别在于:垂直槽式气相回流焊,在一个槽里中,把气相液加热到沸点,在气相液上方形成稳定饱和的惰性气体回流(焊接)区。
喷射法(真空气相回流焊),先用传送带把PCB送到回流(焊接)腔中,然后密封起来,抽真空。
首先加热回流腔底部和侧面的加热部件,然后把一定数量的气相液喷入回流腔中,当气相液接触到回流腔的底部和侧面后,就会沸腾并形成蒸汽回流(焊接)区。
气孔缺陷的防止措施赵新武(西峡县内燃机进排气管有限责任公司,河南西峡474500)摘要:根据侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔的特征,分析了3种气孔缺陷产生的原因,并给出了相应的防止措施,得出以下结论:生产过程中无论产生哪种类型的气孔,都是物理反应或化学反应的结果,或者2种反应的共同结果。
借助能谱分析判断参与反应的物质,确定气孔的类型,有针对性地制定出防止措施,可有效解决气孔缺陷。
关键词:气孔;原因分析;防止措施中图分类号:TG250.6文献标识码:A文章编号:1003-8345(2019)02-0017-04阅韵陨:10.3969/j.issn.1003-8345.2019.02.005Prevention Measures of Blowhole DefectsZHAO Xin-wu(Xixia Internal Combustion Engine Intake and Exhaust Pipe Co.,Ltd.,Xixia474500,China )Abstract :According to the characterwastics of invasive blowhole ,precipitated blowhole ,reactive blowhole ,the causes of three kinds of blowhole defects were analyzed ,and the corresponding prevention measures were given.The following conclusions were obtained :no matter what type of blowhole were produced in the production process ,all of them were the result of a physical reaction and a chemical reaction ,or a common result of two reactions.By means of energy spectrum analyswas ,thesubstances involved in the reaction were judged ,the types of blowhole were determined ,and the preventive measures were worked out ,which could effectively solve the blowhole defects.Key words :blowhole ;analyswas of causes ;prevention measures收稿日期:2018-12-01修定日期:2019-03-28作者简介:赵新武(1949-),河南邓州人,高级工程师,主要从事铸造工艺的研究工作。
焊接内部缺陷原因分析及预防措施一、气孔1、现象在焊缝中出现的单个、条状或群体气孔,是焊缝内部最常见的缺陷。
2、原因分析根本原因是焊接过程中,焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池,在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。
3、防治措施预防措施主要从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑,主要有以下几点:(1)焊条要求进行烘培,装在保温筒内,随用随取;(2)焊丝清理干净,无油污等杂质;(3)焊件周围10~15㎜范围内清理干净,直至发出金属光泽;(4)注意周围焊接施工环境,搭设防风设施,管子焊接无穿堂风;⑸氩弧焊时,氩气纯度不低于99.95%,氩气流量合适;⑹尽量采用短弧焊接,减少气体进入熔池的机会;⑺焊工操作手法合理,焊条、焊枪角度合适;⑻焊接线能量合适,焊接速度不能过快;⑼按照工艺要求进行焊件预热。
4、治理措施(1)严格按照预防措施执行;(2)加强焊工练习,提高操作水平和责任心;(3)对在探伤过程中发现的超标气孔,采取挖补措施。
二、夹渣1、现象焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中,熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。
2、原因分析(1)焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等;(2)电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等,导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
3、防治措施(1)焊件焊缝破口周围10~15㎜表面范围内打磨清理干净,直至发出金属光泽;(2)多层多道焊时,层间药皮清理干净;(3)焊条按照要求烘培,不使用偏芯、受潮等不合格焊条;(4)尽量使用短弧焊接,选择合适的电流参数;⑸焊接速度合适,不能过快。
4、治理措施(1)焊前彻底清理干净焊件表面;(2)加强练习,焊接操作技能娴熟,责任心强;(3)对探伤过程中发现的夹渣超标缺陷,采取挖补等措施处理。
三、未熔合1、现象未熔合主要时根部未熔合、层间未熔合两种。
根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊接接头未熔合;层间未熔合主要是多层多道焊接过程中层与层间的焊缝金属未熔合。
SMT回流焊接缺陷与解决方法>>>>焊锡膏的影响因素再流焊的品质受诸多因素的影响,最重要的因素是再流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分参数.现在常用的高性能再流焊炉,已能比较方便地精确控制、调整温度曲线.相比之下,在高密度与小型化的趋势中,焊锡膏的印刷就成了再流焊质量的关键.焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄间距器件的焊接质量有关,焊锡膏的粘度与成分也必须选用适当.另外,焊锡膏一般冷藏储存,取用时待恢复到室温后,才能开盖,要特别注意避免因温差使焊锡膏混入水汽,需要时用搅拌机搅匀焊锡膏.>>>>焊接设备的影响有时,再流焊设备的传送带震动过大也是影响焊接质量的因素之一.>>>>再流焊工艺的影响在排除了焊锡膏印刷工艺与贴片工艺的品质异常之后,再流焊工艺本身也会导致以下品质异常:①、冷焊通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足.②、锡珠预热区温度爬升速度过快(一般要求,温度上升的斜率小于3度每秒).③、连锡电路板或元器件受潮,含水分过多易引起锡爆产生连锡.④、裂纹一般是降温区温度下降过快(一般有铅焊接的温度下降斜率小于4度每秒).>>>>立碑现象再流焊中,片式元器件常出现立起的现象1.2、焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题.焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差,焊锡膏熔化后,表面张力不一样,将引起焊盘湿润力不平衡.两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,多的一边会因焊锡膏吸热量增多,融化时间滞后,以致湿润力不平衡.解决办法:选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数,特别是模板的窗口尺寸.1.3、贴片移位Z轴方向受力不均匀,会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀,熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡.如果元件贴片移位会直接导致立碑.解决办法:调节贴片机工艺参数.1.4、炉温曲线不正确,如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确,以致板面上湿差过大,从而造成湿润力不平衡.解决办法:根据每种不同产品调节好适当的温度曲线.1.5、氮气再流焊中的氧浓度.采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力,但越来越多的例证说明,在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多;通常认为氧含量控制在(100~500)×10的负6次方左右最为适宜.>>>>锡珠锡珠是再流焊中常见的缺陷之一,它不仅影响外观而且会引起桥接.锡珠可分为两类,一类出现在片式元器件一侧,常为一个独立的大球状;另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状.产生锡珠的原因很多,现分析如下:2.1、温度曲线不正确.再流焊曲线可以分为4个区段,分别是预热、保温、再流和冷却.预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60~90s内升到150℃,并保温约90s,这不仅可以降低PCB及元件的热冲击,更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发,避免再流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠.解决办法:注意升温速率,并采取适中的预热,使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发.2.2、焊锡膏的质量2.2.1、焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅,金属含量过低会导致助焊剂成分过多,因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠.2.2.2、焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠.由于焊锡膏通常冷藏,当从冰箱中取出时,如果没有确保恢复时间,将会导致水蒸气进入;此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧,若没有及时盖严,也会导致水蒸气的进入.放在模板上印制的焊锡膏在完工后.剩余的部分应另行处理,若再放回原来瓶中,会引起瓶中焊锡膏变质,也会产生锡珠.解决办法:选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求.2.3、印刷与贴片2.3.1、在焊锡膏的印刷工艺中,由于模板与焊盘对中会发生偏移,若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外,加热后容易出现锡珠.此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成,理想的印刷环境温度为25±3℃,相对湿度为50℅~65℅.解决办法:仔细调整模板的装夹,防止松动现象.改善印刷工作环境.2.3.2、贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因,却往往不引起人们的注意.部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的,如Z轴高度调节不当,会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象,这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠.这种情况下产生的锡珠尺寸稍大.解决办法:重新调节贴片机的Z轴高度.2.3.3、模板的厚度与开口尺寸.模板厚度与开口尺寸过大,会导致焊锡膏用量增大,也会引起焊锡膏漫流到焊盘外,特别是用化学腐蚀方法制造的摸板.解决办法:选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计,一般模板开口面积为焊盘尺寸的90℅.>>>>芯吸现象芯吸现象又称抽芯现象,是常见焊接缺陷之一,多见于气相再流焊.芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,通常会形成严重的虚焊现象.产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大,故升温迅速,以致焊料优先湿润引脚,焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力,此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生.解决办法:3.1、对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中;3.2、应认真检查PCB焊盘的可焊性,可焊性不好的PCB不能用于生产;3.3、充分重视元件的共面性,对共面性不好的器件也不能用于生产.在红外再流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质,而引脚却能部分反射红外线,故相比而言焊料优先熔化,焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力,故焊料不会沿引脚上升,从而发生芯吸现象的概率就小得多.>>>>桥连桥连是SMT生产中常见的缺陷之一,它会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修.引起桥连的原因很多主要有:4.1、焊锡膏的质量问题.4.1.1、焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连;4.1.2、焊锡膏粘度低,预热后漫流到焊盘外;4.1.3、焊锡膏塔落度差,预热后漫流到焊盘外;解决办法:调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏.4.2、印刷系统4.2.1、印刷机重复精度差,对位不齐(钢板对位不好、PCB对位不好),.致使焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;4.2.2、模板窗口尺寸与厚度设计不对以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多.解决方法:调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层;4.3、贴放压力过大,焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因.另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等.4.4、再流焊炉升温速度过快,焊锡膏中溶剂来不及挥发.解决办法:调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度.>>>>波峰焊质量缺陷及解决办法5.1、拉尖是指在焊点端部出现多余的针状焊锡,这是波峰焊工艺中特有的缺陷.产生原因:PCB传送速度不当,预热温度低,锡锅温度低,PCB传送倾角小,波峰不良,焊剂失效,元件引线可焊性差.解决办法:调整传送速度到合适为止,调整预热温度和锡锅温度,调整PCB传送角度,优选喷嘴,调整波峰形状,调换新的焊剂并解决引线可焊性问题.5.2、虚焊产生原因:元器件引线可焊性差,预热温度低,焊料问题,助焊剂活性低,焊盘孔太大,引制板氧化,板面有污染,传送速度过快,锡锅温度低.解决办法:解决引线可焊性,调整预热温度,化验焊锡的锡和杂质含量,调整焊剂密度,设计时减少焊盘孔,清除PCB氧化物,清洗板面,调整传送速度,调整锡锅温度.5.3、锡薄产生的原因:元器件引线可焊性差,焊盘太大(需要大焊盘除外),焊盘孔太大,焊接角度太大,传送速度过快,锡锅温度高,焊剂涂敷不均,焊料含锡量不足.解决办法:解决引线可焊性,设计时减少焊盘及焊盘孔,减少焊接角度,调整传送速度,调整锡锅温度,检查预涂焊剂装置,化验焊料含量.5.4、漏焊产生原因:引线可焊性差,焊料波峰不稳,助焊剂失效或喷涂不均,PCB局部可焊性差,传送链抖动,预涂焊剂和助焊剂不相溶,工艺流程不合理.解决办法:解决引线可焊性,检查波峰装置,更换焊剂,检查预涂焊剂装置,解决PCB可焊性(清洗或退货),检查调整传动装置,统一使用焊剂,调整工艺流程.5.5、焊接后印制板阻焊膜起泡SMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡,严重时还会出现指甲盖大小的泡状物,不仅影响外观质量,严重时还会影响性能,这种缺陷也是再流焊工艺中时常出现的问题,但以波峰焊时为多.产生原因:阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊模与PCB基材之间存在气体或水蒸气,这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中,当遇到焊接高温时,气体膨胀而导致阻焊膜与PCB基材的分层,焊接时,焊盘温度相对较高,故气泡首先出现在焊盘周围.下列原因之一均会导致PCB夹带水气:5.5.1、PCB在加工过程中经常需要清洗、干燥后再做下道工序,如腐刻后应干燥后再贴阻焊膜,若此时干燥温度不够,就会夹带水汽进入下道工序,在焊接时遇高温而出现气泡.5.5.2、PCB加工前存放环境不好,湿度过高,焊接时又没有及时干燥处理.5.5.3、在波峰焊工艺中,现在经常使用含水的助焊剂,若PCB预热温度不够,助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部,其焊盘周围首先进入水汽,遇到焊接高温后就会产生气泡.解决办法:5.5.4、严格控制各个生产环节,购进的PCB应检验后入库,通常PCB在260℃温度下10s内不应出现起泡现象.5.5.5、PCB应存放在通风干燥环境中,存放期不超过6个月;5.5.6、PCB在焊接前应放在烘箱中在(120±5)℃温度下预烘4小时.5.5.7、波峰焊中预热温度应严格控制,进入波峰焊前应达到100~140℃,如果使用含水的助焊剂,其预热温度应达到110~145℃,确保水汽能挥发完.>>>>SMA焊接后PCB基板上起泡SMA焊接后出现指甲大小的泡状物,主要原因也是PCB基材内部夹带了水汽,特别是多层板的加工.因为多层板由多层环氧树脂半固化片预成型再热压后而成,若环氧树脂半固化片存放期过短,树脂含量不够,预烘干去除水汽去除不干净,则热压成型后很容易夹带水汽.也会因半固片本身含胶量不够,层与层之间的结合力不够而留下气泡.此外,PCB购进后,因存放期过长,存放环境潮湿,贴片生产前没有及时预烘,受潮的PCB贴片后也易出现起泡现象.解决办法:PCB购进后应验收后方能入库;PCB贴片前应在(120±5)℃温度下预烘4小时.>>>>IC引脚焊接后开路或虚焊产生原因:7.1、共面性差,特别是FQFP器件,由于保管不当而造成引脚变形,如果贴片机没有检查共面性的功能,有时不易被发现.7.2、引脚可焊性不好,IC存放时间长,引脚发黄,可焊性不好是引起虚焊的主要原因.7.3、焊锡膏质量差,金属含量低,可焊性差,通常用于FQFP器件焊接的焊锡膏,金属含量应不低于90%.7.4、预热温度过高,易引起IC引脚氧化,使可焊性变差.7.5、印刷模板窗口尺寸小,以致焊锡膏量不够.解决办法:7.6、注意器件的保管,不要随便拿取元件或打开包装.7.7、生产中应检查元器件的可焊性,特别注意IC存放期不应过长(自制造日期起一年内),保管时应不受高温、高湿.]7.8、仔细检查模板窗口尺寸,不应太大也不应太小,并且注意与PCB焊盘尺寸相配套.。
回流焊工艺中常见缺陷及其防止措施常见的回流焊工艺缺陷有焊接不良、焊接过度、焊接偏位和焊接位置错误等。
以下是对这些缺陷及其防止措施的详细介绍。
焊接不良是指焊接接头出现未焊透、焊瘤、焊洞、焊缺陷等问题。
其主要原因有焊接温度不适宜、焊接时间不足、焊接压力不够、焊接面氧化等。
为了防止焊接不良,应根据不同的工艺要求和焊接材料选择合适的焊接参数,如焊接温度、焊接时间和焊接压力等。
同时,在焊接前应将焊接面进行清洗并保持干燥状态,以避免焊接面氧化影响焊接质量。
焊接过度是指焊接接头的焊接温度超过了材料的熔点,导致焊接区域出现熔化、烧穿等问题。
其主要原因有焊接温度过高、焊接时间过长、焊接压力过大等。
为了防止焊接过度,应控制好焊接温度,并根据不同材料的熔点设置合适的焊接时间和焊接压力。
同时,还可以使用辅助工具如护罩、隔热垫等来降低焊接温度,减少热损失。
焊接偏位是指焊接接头的焊接位置偏离了设计要求,导致焊接后的组件无法正常嵌合或连接。
其主要原因有焊接夹具设计不合理、焊接过程中的振动等。
为了防止焊接偏位,可以通过设计合适的焊接夹具,确保焊接接头的准确定位。
同时,还可以采取固定焊接工件的方法如添加支撑、夹持等,避免在焊接过程中发生位移。
焊接位置错误是指焊接接头的位置与设计要求不符,焊接后的组件无法正常拼接。
其主要原因有焊接工艺参数设置错误、焊接夹具设计不合理等。
为了防止焊接位置错误,应根据设计要求设定正确的焊接工艺参数,确保焊接接头的位置准确无误。
同时,在焊接前应仔细检查焊接夹具的设计,确保焊接工件能够正确定位。
总之,防止回流焊工艺中的常见缺陷需要根据具体情况采取相应的措施。
通过合理选择焊接参数、保持焊接面的清洁和干燥状态、设计合适的焊接夹具等方式,可以有效预防焊接不良、焊接过度、焊接偏位和焊接位置错误等问题的发生,提高焊接质量和工艺稳定性。
SMT回流焊接缺陷与解决方法>>>>焊锡膏的影响因素再流焊的品质受诸多因素的影响,最重要的因素是再流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分参数现在常用的高性能再流焊炉,已能比较方便地精确控制、调整温度曲线.相比之下,在高密度与小型化的趋势中,焊锡膏的印刷就成了再流焊质量的关键.焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄间距器件的焊接质量有关焊锡膏的粘度与成分也必须选用适当.另外,焊锡膏一般冷藏储存,取用时待恢复到室温后,才能开盖,要特别注意避免因温差使焊锡膏混入水汽,需要时用搅拌机搅匀焊锡膏.>>>>焊接设备的影响有时,再流焊设备的传送带震动过大也是影响焊接质量的因素之一.>>>>再流焊工艺的影响在排除了焊锡膏印刷工艺与贴片工艺的品质异常之后再流焊工艺本身也会导致以下品质异常:①、冷焊通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足②、锡珠预热区温度爬升速度过快(一般要求,温度上升的斜率小于3度每秒).③、连锡电路板或元器件受潮,含水分过多易引起锡爆产生连锡.④、裂纹一般是降温区温度下降过快(一般有铅焊接的温度下降斜率小于4度每秒).立碑现象再流焊中,片式兀器件吊出现立起的现象产生的原因:立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡因而元件两端的力矩也不平衡,从而导致立碑现象的发生.下列情况均会导致再流焊时元件两边的湿润力不平衡1.1、焊盘设计与布局不合理如果焊盘设计与布局有以下缺陷,将会引起元件两边的湿润力不平衡.1.1.1、元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大焊盘两端热容量不均匀;1.1.2、P CB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀;1.1.3、大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀.解决办法:改变焊盘设计与布局.1・2、焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题.焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差焊锡膏熔化后,表面张力不一样,将引起焊盘湿润力不平衡.两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀,多的一边会因焊锡膏吸热量增多,融化时间滞后,以致湿润力不平衡.解决办法:选用活性较高的焊锡膏,改善焊锡膏印刷参数特别是模板的窗口尺寸.1.3、贴片移位Z轴方向受力不均匀,会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀,熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡.如果元件贴片移位会直接导致立碑解决办法:调节贴片机工艺参数.1.4、炉温曲线不正确,如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确,以致板面上湿差过大从而造成湿润力不平衡.解决办法:根据每种不同产品调节好适当的温度曲线1.5、氮气再流焊中的氧浓度.采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力,但越来越多的例证说明,在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多;通常认为氧含量控制在(100〜500) x 10的负6次方左右最为适宜.>>>>锡珠锡珠是再流焊中常见的缺陷之一,它不仅影响外观而且会引起桥接.锡珠可分为两类,一类出现在片式元器件一侧,常为一个独立的大球状;另一类出现在IC引脚四周,呈分散的小珠状.产生锡珠的原因很多,现分析如下:2.1、温度曲线不正晦再流焊曲线可以分为4个区段,分别是预热、保温、再流和冷却预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60〜90s内升到1500G并保温约90s,这不仅可以降低PCB及元件的热冲击,更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发避免再流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠解决办法:注意升温速率,并采取适中的预热,使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发.2.2、焊锡膏的质量2.2.1、焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)%,金属含量过低会导致助焊剂成分过多,因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠2.2.2、焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠由于焊锡膏通常冷藏,当从冰箱中取出时, 如果没有确保恢复时间,将会导致水蒸气进入;此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧若没有及时盖严,也会导致水蒸气的进入.放在模板上印制的焊锡膏在完工后.剩余的部分应另行处理若再放回原来瓶中,会引起瓶中焊锡膏变质,也会产生锡珠.解决办法:选择优质的焊锡膏,注意焊锡膏的保管与使用要求.2.3、印刷与贴片2.3.1、在焊锡膏的印刷工艺中,由于模板与焊盘对中会发生偏移,若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外,加热后容易出现锡珠.此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成理想的印刷环境温度为25±3℃,相对湿度为50%〜65%.解决办法仔细调整模板的装夹,防止松动现象改善印刷工作环境.2.3.2、贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因,却往往不引起人们的注意.部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的,如Z轴高度调节不当,会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠.这种情况下产生的锡珠尺寸稍大.解决办法:重新调节贴片机的Z轴高度.2.3.3、模板的厚度与开口尺寸.模板厚度与开口尺寸过大会导致焊锡膏用量增大也会引起焊锡膏漫流到焊盘外,特别是用化学腐蚀方法制造的摸板.解决办法:选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计一般模板开口面积为焊盘尺寸的90%.>>>>芯吸现象芯吸现象又称抽芯现象是常见焊接缺陷之一,多见于气相再流焊.芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,通常会形成严重的虚焊现象.产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大故升温迅速,以致焊料优先湿润引脚,焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力,此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生解决办法:3.1、对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中;3.2、应认真检查PCB焊盘的可焊性,可焊性不好的PCB不能用于生产;3.3、充分重视元件的共面性对共面性不好的器件也不能用于生产.在红外再流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质而引脚却能部分反射红外线,故相比而言焊料优先熔化,焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力,故焊料不会沿引脚上升,从而发生芯吸现象的概率就小得多.>>>>桥连桥连是SMT生产中常见的缺陷之一,它会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修.引起桥连的原因很多主要有:4.1、焊锡膏的质量问题.4.1.1、焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连; 4.1.2、焊锡膏粘度低,预热后漫流到焊盘外;4.1.3、焊锡膏塔落度差,预热后漫流到焊盘外;解决办法:调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏4.2、印刷系统4.2.1、印刷机重复精度差对位不齐(钢板对位不好、PCB对位不好),.致使焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;4.2.2、模板窗口尺寸与厚度设计不对以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多. 解决方法:调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层;4.3、贴放压力过大焊锡膏受压后满流是生产中多见的原园另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC 引脚变形等.4.4、再流焊炉升温速度过快焊锡膏中溶剂来不及挥发.解决办法:调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度.>>>>波峰焊质量缺陷及解决办法5.1、拉尖是指在焊点端部出现多余的针状焊锡,这是波峰焊工艺中特有的缺陷.产生原因:PCB传送速度不当,预热温度低,锡锅温度低,PCB传送倾角小,波峰不良,焊剂失效, 元件引线可焊性差.解决办法:调整传送速度到合适为止调整预热温度和锡锅温度,调整PCB传送角度,优选喷嘴, 调整波峰形状,调换新的焊剂并解决引线可焊性问题.5.2、虚焊产生原因:元器件引线可焊性差,预热温度低,焊料问题,助焊剂活性低,焊盘孔太大,引制板氧化,板面有污染,传送速度过快,锡锅温度低.解决办法:解决引线可焊性,调整预热温度,化验焊锡的锡和杂质含量调整焊剂密度,设计时减少焊盘孔,清除PCB氧化物,清洗板面,调整传送速度,调整锡锅温度.5.3、锡薄产生的原因:元器件引线可焊性差,焊盘太大(需要大焊盘除外),焊盘孔太大,焊接角度太大,传送速度过快,锡锅温度高,焊剂涂敷不均,焊料含锡量不足.解决办法:解决引线可焊性,设计时减少焊盘及焊盘孔,减少焊接角度,调整传送速度,调整锡锅温度,检查预涂焊剂装置,化验焊料含量.5.4、漏焊产生原因:引线可焊性差,焊料波峰不稳,助焊剂失效或喷涂不均,PCB局部可焊性差, 传送链抖动,预涂焊剂和助焊剂不相溶,工艺流程不合理.解决办法:解决引线可焊性,检查波峰装置,更换焊剂,检查预涂焊剂装置,解决PCB可焊性(清洗或退货),检查调整传动装置,统一使用焊剂,调整工艺流程.5.5、焊接后印制板I阻焊膜起泡SMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡严重时还会出现指甲盖大小的泡状物,不仅影响外观质量严重时还会影响性能,这种缺陷也是再流焊工艺中时常出现的问题但以波峰焊时为多. 产生原因:阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊模与PCB基材之间存在气体或水蒸气,这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中,当遇到焊接高温时,气体膨胀而导致阻焊膜与PCB基材的分层,焊接时,焊盘温度相对较高,故气泡首先出现在焊盘周围.下列原因之一均会导致PCB夹带水气:5.5.1、PCB在加工过程中经常需要清洗、干燥后再做下道工序如腐刻后应干燥后再贴阻焊膜,若此时干燥温度不够,就会夹带水汽进入下道工序,在焊接时遇高温而出现气泡.5.5.2、PCB加工前存放环境不好,湿度过高,焊接时又没有及时干燥处理.5.5.3、在波峰焊工艺中,现在经常使用含水的助焊剂,若PCB预热温度不够,助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部,其焊盘周围首先进入水汽,遇到焊接高温后就会产生气泡.5.5.4、严格控制各个生产环节,购进的PCB应检验后入库,通常PCB在260℃温度下10s内不应出现起泡现象.5.5.5、PCB应存放在通风干燥环境中,存放期不超过6个月;5.5.6、PCB在焊接前应放在烘箱中在(120±5)℃温度下预烘4小时.5.5.7、波峰焊中预热温度应严格控制,进入波峰焊前应达到100 ~ 140℃,如果使用含水的助焊剂,其预热温度应达到110 ~ 145℃,确保水汽能挥发完.>>>>SMA焊接后PCB基板上起泡SMA焊接后出现指甲大小的泡状物,主要原因也是PCB基材内部夹带了水汽,特别是多层板的加工.因为多层板由多层环氧树脂半固化片预成型再热压后而成若环氧树脂半固化片存放期过短,树脂含量不够,预烘干去除水汽去除不干净,则热压成型后很容易夹带水汽.也会因半固片本身含胶量不够,层与层之间的结合力不够而留下气泡.此外,PCB购进后,因存放期过长, 存放环境潮湿,贴片生产前没有及时预烘受潮的PCB贴片后也易出现起泡现象.解决办法:PCB购进后应验收后方能入库;PCB贴片前应在(120±5)℃温度下预烘4小时.>>>>IC引脚焊接后开路或虚焊产生原因:7.1、共面性差,特别是FQFP器件,由于保管不当而造成引脚变形,如果贴片机没有检查共面性的功能,有时不易被发现.7.2、引脚可焊性不好,IC存放时间长,引脚发黄,可焊性不好是引起虚焊的主要原因.7.3、焊锡膏质量差,金属含量低,可焊性差,通常用于FQFP器件焊接的焊锡膏,金属含量应不7.4、预热温度过高,易引起IC引脚氧化,使可焊性变差.7.5、印刷模板窗口尺寸小,以致焊锡膏量不够.解决办法:7.6、注意器件的保管,不要随便拿取元件或打开包装.7.7、生产中应检查元器件的可焊性,特别注意IC存放期不应过长(自制造日期起一年内),保管时应不受高温、高湿.]7.8、仔细检查模板窗口尺寸,不应太大也不应太小,并且注意与PCB焊盘尺寸相配套.。
图1回流焊接温度曲线图
预热区:从室温升高至120℃左右,升温时间60-80s,目的是对电路板上所有元器件进行预热,以达到第二温区的温度。
但是,在预热过程中升温速率应控制在适当的范围内,若升温速率太慢,锡膏中的水分不能尽快挥发,若升温速率太快,则电路板预热不够充分;因此升温区温度上升速率一般设置为1-2℃/s。
升温区:从120℃升高至210℃,升温时间90-120s,
2.1.1锡珠形成的原因
①回流焊机升温区温度设置不当,若预热时间短不充分,助焊剂活性较低不能去除焊盘和焊料颗粒表面的氧
[2]焊接时,升温区温度上升速度较快、时间较长,焊锡膏内部的助焊剂就会快速挥发出来,便会出现细间距引脚润湿不良,临界焊膏量减少,容易引起桥接现象。
2.3.1立碑形成的原因
①贴片机贴装精度不够,贴装时元器件产生了偏移且大于允许值的15%,在回流焊接时由于锡膏熔化而造成表面的拉力不一样,拉力较大的一端拉着元器件沿其底部旋
图2锡珠质量缺陷示意图
图3锡桥质量缺陷示意图
图4立碑质量缺陷示意图
图1试板焊接坡口及拼装示意图
焊接及热处理工艺
采用水平熔化焊和水平对接的气体保护焊,保护气体80%Ar+20%CO2,保护气体流量15-20L/min。
选用两组不同的焊接参数作为对比试验,焊接线能量分别为22kJ/cm和27.6kJ/cm。
为了保证焊接接头的质量,焊接前要预热50℃,并严格控制焊接过程中夹层温度小150℃。
焊后热处理温度600-620℃[1]。
焊接坡口形式见。
SMT回流焊接中常见的质量问题分析与预防对策[摘要]随着电子装联的精准化、小型化、高密度的发展,表面组装技术也就是SMT的应用也成为电子装联时代的一场技术革命,SMT 的工艺要求越来越精准,组装的难度也越来越大。
随着无铅焊接工艺的产生,回流焊接的工艺方法也接受了极大的挑战,在表面贴装技术中经常出现因表面贴装元器件焊接工艺的种种缺陷而导致的电子产品质量不合格。
因此,要完成高质量的电子产品,对焊接过程中所发生的缺陷必须具备较强的分析和判断能力,并且能够快速找出产生缺陷的原因,进而及时改善工艺方法及过程,能够最大限度的控制缺陷率,才能够有效的提高产品的质量。
本文针对回流焊接技术特点,焊接中经常出现的缺陷进行分析,并且对产生的问题想出相应的对策及如何预防,以求在今后的技术研究中能够有所应用。
[关键词]SMT回流焊接;质量问题;分析;预防;对策中图分类号:TG155 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)28-0317-01引言:近年来,随着电子工业技术行业的快速发展,如何减少SMT产品缺陷率,并尽可能提高SMT产品的质量,就显得尤为重要。
表面安装技术就是顺应这种发展趋势而出现的一种新型组装技术,本文在分析SMT产品的特点及其缺陷的基础上,有针对性的提出了可有效提高SMT 产品质量的几个对策。
一、回流焊接技术及其特点回流焊接技术如果主要用于完成贴片元器件的自动焊设备是远远不够的,设备能否正确而合理的使用使其中非常关键的因素,回流焊接接工艺技术,主要是将焊料加工成一定大小的颗粒,并拌以适当的粘合剂,使之焊接,其过程比较复杂,具有以下技术特点:1. 回流焊接采用的是局部加热这种方式,不需要将PCB 印制板浸入熔融的焊料中,这样也避免了由于温度过高对元器件产生的损坏。
2.回流焊接只需要在焊接部位施放焊料,并通过局部加热完成焊接,避免了桥接等焊接缺陷。
3.回流焊接中焊料一次性使用,因此焊料纯净没有杂质,保证了焊点的质量。
SMT回流焊常见缺陷分析及处理SMT回流焊是一种常用的电子焊接工艺,主要用于贴片式元器件的焊接。
在进行SMT回流焊过程中,常会出现一些焊接缺陷,如未焊牢、焊接剥离、焊盘破裂等问题。
本文将针对常见的SMT回流焊缺陷进行分析,并提出相应的解决方案。
1.未焊牢未焊牢是指焊料没有成功熔化或没有完全覆盖焊接区域,导致焊点与焊盘或焊脚之间没有良好的连接。
未焊牢的原因主要有:1.1渣滓或脏污:焊盘上存在未清除的污染物,影响了焊料与焊盘的接触,导致焊接不牢固。
解决方案:加强清洁工作,确保焊盘表面无污染物。
定期清洗焊盘,使用清洁剂去除焊接区域的油污和氧化物。
1.2温度不足:焊接过程中,焊接区域温度没有达到焊料的熔点,无法完全熔化焊料。
解决方案:调整回流焊炉的温度曲线,确保焊接区域温度达到焊料的熔点。
也可增加焊料的熔点,以提高焊接强度。
1.3焊料不足:焊料的数量不足,无法完全覆盖焊接区域。
解决方案:增加焊料的用量,确保焊料充分润湿焊盘,覆盖焊脚,提高焊接质量。
2.焊接剥离焊接剥离是指焊料与焊盘或焊脚之间的连接不牢固,容易出现脱离或剥离的现象。
焊接剥离的原因主要有:2.1焊料湿度不合适:焊料在焊接前未经过适当的烘干处理,含有过多的水分。
解决方案:将焊料置于适宜的环境中,控制湿度,确保焊料在焊接前达到合适的湿度。
2.2焊盘表面氧化:焊盘在焊接前可能会出现氧化现象,影响焊料与焊盘的接触。
解决方案:在焊接前对焊盘进行适当的处理,清除焊盘表面的氧化物。
使用氧化抑制剂可以有效地减少焊盘氧化。
2.3温度不均匀:焊接过程中,焊接区域温度分布不均匀,导致焊料与焊盘之间的连接不牢固。
解决方案:调整回流焊炉的温度曲线,确保焊接区域温度均匀分布,避免焊接剥离的问题。
3.焊盘破裂焊盘破裂是指焊料与焊盘之间的连接受力不均,导致焊盘出现裂缝或脱落的现象。
焊盘破裂的原因主要有:3.1高温冷却:焊接后,焊接区域在没有完全冷却之前就受到强制冷却,导致焊料与焊盘之间的连接受力不均。
电子装联工艺学习报告班级:04091202学号:04091171姓名:冯树飞完成时间:2012/6/26回流焊常见缺陷及预防措施不润湿(Nonwetting)/润湿不良(Poor Wetting)通常润湿不良是指焊点焊锡合金没有很好的铺展开来,从而无法得到良好的焊点并直接影响到焊点的可靠性。
产生原因:1. 焊盘或引脚表面的镀层被氧化,氧化层的存在阻挡了焊锡与镀层之间的接触2. 镀层厚度不够或是加工不良,很容易在组装过程中被破坏;3. 焊接温度不够。
相对SnPb而言,常用无铅焊锡合金的熔点升高且润湿性大为下降,需要更高的焊接温度来保证焊接质量;4. 预热温度偏低或是助焊剂活性不够,使得助焊剂未能有效去除焊盘以及引脚表面氧化膜;5. 还有就是镀层与焊锡之间的不匹配业有可能产生润湿不良现象;6. 越来越多的采用0201以及01005元件之后,由于印刷的锡膏量少,在原有的温度曲线下锡膏中的助焊剂快速的挥发掉从而影响了锡膏的润湿性能;7. 钎料或助焊剂被污染。
防止措施:1. 按要求储存板材以及元器件,不使用已变质的焊接材料;2. 选用镀层质量达到要求的板材。
一般说来需要至少5μm厚的镀层来保证材料12个月内不过期;3. 焊接前黄铜引脚应该首先镀一层1~3μm的镀层,否则黄铜中的Zn将会影响到焊接质量;4. 合理设置工艺参数,适量提高预热或是焊接温度,保证足够的焊接时间;5. 氮气保护环境中各种焊锡的润湿行为都能得到明显改善;6. 焊接0201以及01005元件时调整原有的工艺参数,减缓预热曲线爬伸斜率,锡膏印刷方面做出调整。
黑焊盘(Black Pad)指焊盘表面化镍浸金(ENIG)镀层形态良好,但金层下的镍层已变质生成只要为镍的氧化物的脆性黑色物质,对焊点可靠性构成很大威胁。
产生原因:黑盘主要由Ni的氧化物组成,且黑盘面的P含量远高于正常Ni面,说明黑盘主要发生在槽液使用一段时间之后。
1. 化镍层在进行浸金过程中镍的氧化速度大于金的沉积速度,所以产生的镍的氧化物在未完全溶解之前就被金层覆盖从而产生表面金层形态良好,实际镍层已发生变质的现象;2. 沉积的金层原子之间比较疏松,金层下面的镍层得以有继续氧化的机会。
南京信息职业技术学院毕业设计论文作者陈硕学号 21221P13 系部机电学院专业电子组装技术与设备(SMT)题目回流焊接缺陷及解决措施指导教师郝秀云安博评阅教师完成时间: 2015年 04月 30日(题目):回流焊接缺陷及解决措施摘要:在电子产品生产中,SMT回流焊接工艺是一项十分重要的技术。
随着电子装联的小型化、高密度化的发展,回流焊接的工艺方法出现了越来越多的不足。
主要是回流焊接时出现的不良现象。
要完成这高质量的产品需要较强的诊断和分析能力。
本篇论文着重讨论回流焊接缺陷,从回流焊接工艺要求、定义、流程图以及相应的缺陷介绍,回流焊接的缺陷主要有:锡膏不完全融化、湿润不良、虚焊、空焊、冷焊、偏位、桥接、焊锡球、气孔、元器件裂纹等诸多不良。
最后,分析原因结合资料从中找到解决措施,有效的预防这些缺陷。
希望在回流焊接方面能有所帮助。
关键词:回流焊接焊接缺陷温度曲线Title: Defects and Solution Measures of Reflow Soldering Abstract: Reflow soldering is a very important technology. As time change, appear many problems in reflow soldering. It is necessary has the strong ability of diagnosis and analysis to product goods that meet the requirement.This paper focuses on the reflow soldering defects, introduce reflow soldering process content、requirement、chart and reflow soldering defects, such as bridge, solder bump, tomb stone and so on. Analysis reason and find solutions.Keywords: Reflow soldering Soldering defects Temperature profile目录1 引言 (1)2 回流焊基本工艺 (1)2.1回流焊工艺的定义及特点 (1)2.2回流焊工艺要求 (2)2.3回流焊工艺流程 (3)3 回流焊接缺陷及解决措施 (4)3.1影响回流焊接质量因素 (4)3.2常见的焊接缺陷及预防政策 (5)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (12)1 引言表面组装技术是目前电子组装行业里流行的一种技术,简称SMT。
回流焊常见焊接不良及应对随着表面组装技术的广泛应用,SMT焊接质量问题引起了人们的高度重视。
为了减少或避免回流焊接中各种缺陷的出现,不仅要注重提高工艺人员分析、判断和解决这些问题的能力,而且还要完善工艺管理,提高工艺质量控制技术,这样才能更好的提高SMT焊接质量,保证电子产品的最终质量。
1、桥连桥连产生原因及解决办法:(1)温度升速过快。
回流焊时,如果温度上升过快,焊膏内部的溶剂就会挥发出来,引起溶剂的沸腾飞溅,测出焊料颗,形成桥连。
其解决办法是:设置适当的焊接温度曲线。
(2)焊膏过量。
由于模板厚度及开孔尺寸偏大,造成焊膏过量,回流焊后必然会形成桥连。
其解决办法是:选用模板厚度较薄的模板,缩小模板开孔尺寸。
(3)模板孔壁粗糙不平,不利于焊膏脱膜,印制出的焊膏也容易坍塌,从而产生桥连。
其解决办法是:采用激光切割的模板。
(4)贴装偏移,或贴片压力过大,使印制出的焊膏发生坍塌,从而产生桥连。
应减小贴装误差,适当降低贴片头的放置压力。
(5)焊膏的黏度较低,印制后容易坍塌,回流焊后必然会产生桥连。
其解决的办法是,选用黏度较高的焊膏。
(6)电路板布线设计与焊盘间距不规范,焊盘间距过窄,导致桥连。
需要改进电路板的设计。
(7)锡膏印制错位,也会导致产生桥连。
应提高锡膏印刷的对准精度。
(8)过大的刮刀压力,使印制出的焊膏发生坍塌,从而产生桥连。
其解决办法是,降低刮刀压力。
2、立碑立碑是指两个焊端的表面组装元件,经过回流焊后其中一个端头离开焊盘表面,整个元件呈斜立或直立,如石碑状,又称吊桥、曼哈顿现象.产生原因及解决办法:(1)贴装精度不够:一般情况下,贴装时产生的组件偏移,在回流焊接时由于焊膏熔化产生表面张力,拉动组件进行定位,即自动定位。
但如果偏移严重,拉动反而会使组件竖起,产生立碑现象。
别外,组件两端与焊膏的黏度不同,也是产生产碑现象的原因之一。
其解决办法是:调整贴片机的贴片精度,避免产生较大的贴片偏差。
(2)焊盘尺寸设计不合理:若片式组件是一对焊盘不对称,会引起漏印焊膏量不一致,小焊盘对温度响应快,焊盘上的焊膏易熔化,大焊盘则相反。
回流焊常见缺陷及预防措施不润湿(Nonwetting)/润湿不良(Poor Wetting)通常润湿不良是指焊点焊锡合金没有很好的铺展开来,从而无法得到良好的焊点并直接影响到焊点的可靠性。
产生原因:1. 焊盘或引脚表面的镀层被氧化,氧化层的存在阻挡了焊锡与镀层之间的接触2. 镀层厚度不够或是加工不良,很容易在组装过程中被破坏;3. 焊接温度不够。
相对SnPb而言,常用无铅焊锡合金的熔点升高且润湿性大为下降,需要更高的焊接温度来保证焊接质量;4. 预热温度偏低或是助焊剂活性不够,使得助焊剂未能有效去除焊盘以及引脚表面氧化膜;5. 还有就是镀层与焊锡之间的不匹配业有可能产生润湿不良现象;6. 越来越多的采用0201以及01005元件之后,由于印刷的锡膏量少,在原有的温度曲线下锡膏中的助焊剂快速的挥发掉从而影响了锡膏的润湿性能;7. 钎料或助焊剂被污染。
防止措施:1. 按要求储存板材以及元器件,不使用已变质的焊接材料;2. 选用镀层质量达到要求的板材。
一般说来需要至少5μm厚的镀层来保证材料12个月内不过期;3. 焊接前黄铜引脚应该首先镀一层1~3μm的镀层,否则黄铜中的Zn将会影响到焊接质量;4. 合理设置工艺参数,适量提高预热或是焊接温度,保证足够的焊接时间;5. 氮气保护环境中各种焊锡的润湿行为都能得到明显改善;6. 焊接0201以及01005元件时调整原有的工艺参数,减缓预热曲线爬伸斜率,锡膏印刷方面做出调整。
黑焊盘(Black Pad)指焊盘表面化镍浸金(ENIG)镀层形态良好,但金层下的镍层已变质生成只要为镍的氧化物的脆性黑色物质,对焊点可靠性构成很大威胁。
产生原因:黑盘主要由Ni的氧化物组成,且黑盘面的P含量远高于正常Ni面,说明黑盘主要发生在槽液使用一段时间之后。
1. 化镍层在进行浸金过程中镍的氧化速度大于金的沉积速度,所以产生的镍的氧化物在未完全溶解之前就被金层覆盖从而产生表面金层形态良好,实际镍层已发生变质的现象;2. 沉积的金层原子之间比较疏松,金层下面的镍层得以有继续氧化的机会。
防止错焊和漏焊的措施第一篇:防止错焊和漏焊的措施防止错焊和漏焊的措施在所有的电阻焊当中,电焊焊接的主要缺陷有:虚焊、漏焊、焊点扭曲、焊点压痕深、焊接位置不正确等等。
其中,出现频率比较高的是错焊和漏焊的,有的地方该焊的没有焊到,不该焊的就偏偏给焊了,这些问题常常给我们带来巨大的损失,严重的话,甚至都有可能导致整个公司的破产,因此,防止错焊和漏焊的现象发生尤为重要。
在错焊和漏焊当中,首先来想想看,生产当中,为什么会生产漏焊和错焊的现象,漏焊往往是我们工人操作的疏忽所造成的,如有的零件有比较多的孔,常常把M5和M6的焊反了,这在很多地方都有发生过,有的零件不是很大,就焊有M5和M6的螺母,就目前我们现使用的点焊机电极的销子,不管是M5还是M6的销子都可以焊接M5和M6的螺母,尽管焊接M5螺母零件的底孔放不M6螺母的销子,但还是会出现这样的情况,有时我们是防不胜防。
就目前我们工厂的设备来看,错焊基本就在M5和M6之间,两螺母的外形基本相同,差别就在于底孔的不一样,从外观上看,是很难区分的,但不管怎样,我们还是要确保我们的零件是百分之百合格的才可以送到我们的顾客手中,下面来说明下我们防止错焊和漏焊的一些具体措施:一.1.在焊M5和M6的螺母当中,严格控制好操作流程,先焊完M6的螺母,然后再焊M5的螺母,确保一人一机,一人焊一种螺母,焊完的螺母班长回收和保管,就可以大大减少错焊的可能性,同时在特别容易的地方。
2.加大质检巡查,毕竟有这种情况的不是很多,所以不用花费大量的人力。
3.从工艺上考虑,站在主机厂的角度,有两种螺母装配,肯定在财力和物力花费比较大,因为在距离不是很大的地方有两种比较相近的螺母,势必会对装配的效率造成一定的影响,两种螺母就会用到两把枪,所以建议同一个零件尽量用同一种型号的螺母,这样对我们焊接螺母焊错的几率就很小很小了。
二.至于漏焊,1.我们首先可以从我们的焊接参数方面考虑,焊接的参数会直接影响到焊接的质量,焊接电流和压力直接影响到焊接螺母的牢固,很容易形成虚焊,虚焊就很容易造成螺母的脱落,所以,我们的第一步就是在焊接参数的控制,要求操作工在操作前必须把工艺卡放在旁边,对照好焊接参数才可以焊接。
气相回流焊如何避免空洞缺陷
1.焊点中空洞(气泡)形成的机理
从本质上来说,任何SMT焊点中出现空洞都是因为在焊接回流的融化过程中,焊球中的气体没有及时排放出去造成的。
影响焊点中空洞形成的原因是多方面的,如锡膏、PCB焊盘表面处理方式、回流曲线设置、回流气氛、焊盘设计、微孔、盘中孔等
在这里我们重点讨论,回流气氛对空洞形成的影响。
回流环境中的氧气会加速PCB焊盘表面金属的氧化,导致焊盘的可焊性降低。
当在铜或镍金属上焊接时,这种现象更为明显。
由于可焊性差、润湿不良的位置更容易吸收过量的助焊剂,因此更容易生成空洞缺陷。
2.消除焊点中空洞(气泡)的措施
消除或降低焊点中空洞比例采取的措施可以归纳如下:
(1)均热时间足够,焊接媒介热传递性能卓越,保证焊点中的气体在焊点固化之前能够得到充分的释放;
(2)在无氧环境中回流(焊接);
(3)焊膏在回流(焊接)之前在空气中的暴露时间不易过长,印刷、贴片、回流焊接尽快完成,不易停留过长时间;
(4)在选择PCB表面处理方式时考虑对空洞的影响;
(5)保证焊点和PCB焊盘有良好的可焊性;
(6)焊料粉的颗粒尺寸不易过小,除非有特殊需要;
(7)对于有盘中孔、微孔的焊盘改善其可焊性、在贴片之前预填充工艺,设定合适的回流曲线使盘中孔、微孔中的溶剂、助焊剂挥发掉;
(8)保证PCB镀孔工艺的质量,避免镀层表面出现多孔性缺陷。
3. 气相回流焊是如何消除或减少焊点中的空洞缺陷的?
气相回流焊利用加热气相液的方式形成无氧、热传递性能良好的蒸汽回流(焊接)区,使焊点中的气体,在回流过程中充分的挥发掉。
目前行业中的气相回流焊主要分为垂直槽式和喷射法(即真空气相回流焊)。
主要区别在于:垂直槽式气相回流焊,在一个槽里中,把气相液加热到沸点,在气相液上方形成稳定饱和的惰性气体回流(焊接)区。
喷射法(真空气相回流焊),先用传送带把PCB送到回流(焊接)腔中,然后密封起来,抽真空。
首先加热回流腔底部和侧面的加热部件,然后把一定数量的气相液喷入回流腔中,当气相液接触到回流腔的底部和侧面后,就会沸腾并形成蒸汽回流(焊接)区。
4美国RD气相回流焊的功能描述:
RD气相回流焊属于垂直槽式,即非真空式气相回流焊。
惰性气体回流(焊接)区域稳定、一致、安全可靠,不会产生任何有害气体。
并配合PCB回流之前预热,帮助锡膏中的助焊剂挥发释放。
美国RD气相回流焊RD3有效消除或减少焊点中空洞(气泡)的比例,要优于真空(喷流)式气相回流焊;设备的性价比要优于真空(喷流)式气相回流焊;气相液的消耗量(每小时3.8克)要优于真空(喷流)式气相回流焊。